水稻是我国乃至世界的主要粮食作物,我国水稻种植面积约占耕地面积的25%,稻谷产量占全国粮食总产量的38%,水稻产量高低直接关乎我国的粮食安全问题。施肥在提高水稻单产中发挥了重要作用,但是近年来随着氮肥用量的增加水稻产量却徘徊不前,这不仅降低了施肥的经济效益,还增加了氮素的环境污染风险。农户调查发现重氮轻钾的不合理施肥及栽培管理不到位可能是限制水稻高产的主要因素,大量的研究表明氮钾是水稻需求量最高的两个必需营养元素,杂交稻对氮钾的需求比例一般在1：1-1.5,适宜的氮钾比能提高水稻抗性、构建健康的高产群体、有利于光合产物从源向库的转运,但是目前农民氮钾肥的投入比例多在1：0.2-0.5之间,氮钾肥施用不合理是否影响了我国目前水稻产量的进一步提高、低钾是否限制了氮肥增产效果的发挥、在我国钾肥资源不足的国情下如何施用钾肥才能获得高产高效都有待进一步的研究。对此,本文采用田间试验和室内分析相结合的方法,通过裂区设计研究了在高、中、低氮水平(施氮量分别为195、150、105kg／hm2)下不同施钾量(以K20计分别为0、60、105、150kg／hm2)及施钾方法(土施和叶面喷施)对水稻产量及产量构成、群体生长动态、养分吸收及相关生理指标的影响,旨在了解氮钾互作在调控水稻生长、养分分配和产量形成等方面的作用机制,为高产稻田氮钾肥的合理施用提供依据。主要结果如下：氮和钾显著影响了水稻产量,不同氮水平下水稻产量以中氮最高,高氮次之,低氮最低；三种氮水平下,钾都不同程度提高了水稻产量,其中以喷施钾肥效果最佳,比等养分的不喷施钾肥处理分别增产4.28%、4.4%和7.8%。低氮条件下,施钾处理产量高于不施钾肥处理,产量最高的为K7F处理(施105kg／hm2K2O并在抽穗期和灌浆期喷施1%的钾),其次是施用105kg／hm2的K7处理,喷施钾肥处理通过提高有效穗数提高了产量；中氮水平下,水稻产量随着钾肥用量的增加而增大,喷钾显著提高了结实率：高氮条件下,仍以喷钾处理稻谷产量最高,但是高氮各钾肥处理的产量均低于中氮处理,高钾没有降低过量氮对水稻生长产生的负面影响。从叶面积指数来看,氮、钾对水稻叶面积指数影响显著,除了成熟期以外,其它时期的氮钾互作效应明显。施钾处理叶面积指数大于不施钾肥处理,等养分下喷施钾肥能够提高叶面积指数,齐穗期,喷施钾肥处理的叶面积指数比不喷施钾肥处理分别大0.88%、8.66%和9.86%。相关分析得知,三种氮水平下,产量与成熟期叶面积指数均呈显著正相关,相关系数分别为r=0.965**、0.650**和0.535*：另外,从水稻叶片过氧化物酶(POD)活性变化来看,施钾和叶面喷施钾肥提高了其活性,三种氮水平下,成熟期POD活性与产量均呈显著正相关,相关系数分别为r=0.949**、0.950*和0.521*；水稻生长后期叶片叶绿素含量(SPAD)变化和POD活性以及叶面积指数的变化是一致的,说明钾能通过延缓成熟期叶片的衰老,保持成熟期叶面积从而延长光合作用时间,制造更多光合产物,提高产量。从分蘖动态和成穗率来看,氮能提高水稻最大分蘖。中氮和高氮下的最大分蘖分别比低氮下高出5.64%和20.51%,然而,中氮下成穗率仅比低氮下高0.72%,高氮比低氮下成穗率低12.59%,说明水稻生长前期分蘖数大不代表成穗率就高。喷钾能提高水稻成穗率,等养分下,喷施钾肥处理分别比不喷钾处理成穗率高19.20%、7.88%和5.46%。除了齐穗期,其他时期的干物质累积氮钾互作效应均很明显。施钾和喷施钾肥都促进了水稻干物质积累。三种氮水平下,高钾均促进了水稻各时期干物质积累,且不施钾处理与高钾处理间差异显著；成熟期等养分喷施钾肥处理干物质量分别比不喷施钾肥处理高5.26%、3.91%和1.96%。施钾和喷钾能够提高水稻根系活力,从而提高了对养分的吸收。从氮素吸收和利用看,氮钾互作效应显著,钾促进了水稻对氮的吸收且喷钾效果显著,成熟期等养分喷施钾肥的处理对氮的吸收比不喷施钾肥的处理分别高4.08%、7.62%和4.57%。相关分析得知,成熟期的氮素积累量与产量均呈显著止相关,相关系数分别为r=0.968**、0.936*和0.895*。另外,钾还促进了氮素向籽粒的转移,但喷施钾肥没有明显提高氮素转运量和转运率；在磷的吸收利用上,氮提高了水稻各器官中的含磷量,喷钾增大了磷的转运量,三种氮水平下,等养分喷钾处理磷素转运量分别比不喷钾处理高4.03%、20.24%和4.49%。在钾的吸收利用上,氮促进了水稻钾素的积累和钾素转运量,中氮和高氮下成熟期钾素累积吸收比低氮下高2.72%和8.93%,钾转运量分别比低氮下高41.85%和20.85%。